整機(jī)外罩對(duì)外界水蒸氣阻隔性能的監(jiān)控方案

摘要：電子元器件對(duì)周?chē)魵夂恳髧?yán)格，因此用于其外殼的整機(jī)外罩應(yīng)具有很高的阻濕性，防止電子元器件出現(xiàn)老化等質(zhì)量問(wèn)題。本文利用Labthink蘭光自主研發(fā)制造的W3/230水蒸氣透過(guò)率測(cè)試系統(tǒng)對(duì)整機(jī)外罩樣品進(jìn)行水蒸氣透過(guò)率測(cè)試，通過(guò)詳細(xì)介紹設(shè)備測(cè)試方法、測(cè)試原理及試驗(yàn)過(guò)程，為相關(guān)電子器件生產(chǎn)企業(yè)嚴(yán)控外殼阻濕性提供有效的監(jiān)控方案。

關(guān)鍵詞：電子元器件、老化、整機(jī)外罩、水蒸氣透過(guò)率、阻濕性、水蒸氣透過(guò)率測(cè)試系統(tǒng)

1、意義

現(xiàn)今，人類(lèi)對(duì)提高電子元器件的使用壽命的研究日益深入，而其外包裝的有效阻濕性對(duì)其使用壽命的延長(zhǎng)至關(guān)重要。因在高濕的環(huán)境下零部件易受潮，導(dǎo)致在使用過(guò)程中塑體與零部件引腳處產(chǎn)生裂縫，進(jìn)而引起殼體滲漏，芯片逐漸受潮失效。因此，電子元器件生產(chǎn)企業(yè)通常在電子元器件外面添加整機(jī)外罩裝置，以阻隔水蒸氣，保護(hù)內(nèi)部元器件，防止出現(xiàn)提前老化的現(xiàn)象。進(jìn)而，生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)控整機(jī)外罩包裝的阻濕性能。

2、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)內(nèi)有關(guān)容器包裝水蒸氣透過(guò)率測(cè)試方法主要為紅外傳感器檢測(cè)法，依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 31355-2014《包裝件和容器水蒸氣透過(guò)性測(cè)試方法 紅外傳感器法》，此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了在穩(wěn)態(tài)條件下采用紅外傳感器對(duì)包裝件和容器水蒸氣透過(guò)性進(jìn)行測(cè)試的試驗(yàn)方法。

3、試驗(yàn)樣品

某企業(yè)提供的整機(jī)外罩樣品。

4、試驗(yàn)設(shè)備

本文采用的試驗(yàn)設(shè)備為Labthink蘭光自主研發(fā)的W3/230水蒸氣透過(guò)率測(cè)試系統(tǒng)。

圖1  W3/230水蒸氣透過(guò)率測(cè)試系統(tǒng)

4.1 試驗(yàn)原理

W3/230采用紅外傳感器法測(cè)試原理，將預(yù)先處理好的試樣夾緊于測(cè)試腔之間，具有穩(wěn)定相對(duì)濕度的氮?dú)庠诒∧さ囊粋?cè)流動(dòng)，干燥氮?dú)庠诒∧さ牧硪粋?cè)流動(dòng)；由于濕度梯度的存在，水蒸氣會(huì)從高濕側(cè)穿過(guò)薄膜擴(kuò)散到低濕側(cè)；在低濕側(cè)，透過(guò)的水蒸氣被流動(dòng)的干燥氮?dú)鈹y帶至紅外傳感器，進(jìn)入傳感器時(shí)會(huì)產(chǎn)生同比例的電信號(hào)，通過(guò)對(duì)傳感器電信號(hào)的分析計(jì)算，從而得出試樣的水蒸氣透過(guò)率等參數(shù)。對(duì)于包裝容器而言，干燥氮?dú)鈩t在容器內(nèi)流動(dòng)，容器外側(cè)處于高濕狀態(tài)。

4.2 適用范圍

(1) 本設(shè)備適用于容器類(lèi)、薄膜類(lèi)、片材類(lèi)、紙張、紙板及其復(fù)合材料類(lèi)等包裝件的水蒸氣透過(guò)率的測(cè)試。

• 其中容器類(lèi)包括塑料、橡膠、紙、紙塑復(fù)合、玻璃、金屬等材料做成的瓶、袋、罐、盒、桶的水蒸氣透過(guò)率測(cè)試，如茶葉鋁罐、可樂(lè)瓶、花生油桶、利樂(lè)包裝、真空包裝袋、金屬包裝袋、金屬三片罐、塑料化妝品軟管包裝、牙膏軟管包裝、果凍杯等。
• 薄膜類(lèi)包括各種塑料薄膜、紙塑復(fù)合膜、鍍鋁膜、鋁箔、鋁箔復(fù)合膜、玻纖鋁箔紙復(fù)合膜等。
• 片材類(lèi)包括各種工程塑料、橡膠、建材等片狀材料，如PP片材、PVC片材、PVDC片材等。
• 紙張、紙板及其復(fù)合材料類(lèi)包括紙張、紙板等，如煙包鍍鋁紙、紙鋁塑復(fù)合片材等。
• 該設(shè)備還可擴(kuò)展用于太陽(yáng)能背板、液晶顯示屏膜、醫(yī)藥泡罩、藥品塑料瓶、無(wú)菌護(hù)創(chuàng)膜、汽車(chē)油箱、電池塑料外殼等特殊包裝件水蒸氣透過(guò)率的測(cè)試。

 (2) 本設(shè)備符合GB/T 31355、ISO 15106-2、ASTM F1249、GB/T 26253、TAPPI T557、JIS K7129等國(guó)內(nèi)外方法標(biāo)準(zhǔn)。

4.3 設(shè)備參數(shù)

• 容器類(lèi)試樣的測(cè)試范圍為0.0001 ~ 0.2 g/(pkg·d)；薄膜類(lèi)試樣的常規(guī)測(cè)試范圍0.01 ~ 40 g/(m²·24h)，可擴(kuò)展至0.1 ~ 1000 g/(m²·24h)。
• 試驗(yàn)的溫度范圍為15℃ ~ 55℃，控溫精度為±0.1℃；濕度范圍為0%RH、35%RH ~ 90%RH、100%RH，控濕精度為±1%RH。
• 人工、比例、循環(huán)三種試驗(yàn)?zāi)Ｊ綖椴煌韪粜再|(zhì)的材料提供了合適的檢測(cè)方法。
• 設(shè)備配置了三個(gè)測(cè)試腔，三個(gè)測(cè)試腔均可獨(dú)立設(shè)計(jì)，試驗(yàn)過(guò)程互不干擾，試驗(yàn)結(jié)果獨(dú)立顯示。
• 支持Lystem^TM實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)，統(tǒng)一管理試驗(yàn)結(jié)果和試驗(yàn)報(bào)告

5、試驗(yàn)過(guò)程

(1) 用快固膠涂覆在整機(jī)外罩外部管路孔周?chē)?，使其固定在儀器專(zhuān)用的容器測(cè)試托盤(pán)裝置上，密封完成后，利用管路將其連接在儀器上，再用密封袋將樣品及托盤(pán)裝置進(jìn)行密封包扎。

(2) 設(shè)置試樣名稱(chēng)、試驗(yàn)溫度、試驗(yàn)濕度等參數(shù)。

(3) 調(diào)節(jié)氮?dú)獾膲毫Γ箿y(cè)試腔內(nèi)的濕度達(dá)到設(shè)定值，并通過(guò)氮?dú)饬髁空{(diào)節(jié)旋鈕，使上、下腔內(nèi)的氮?dú)饬髁窟_(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值。

(4) 點(diǎn)擊開(kāi)始試驗(yàn)選項(xiàng)，試驗(yàn)開(kāi)始。儀器自動(dòng)記錄試驗(yàn)過(guò)程中低濕側(cè)的水分子含量變化，并計(jì)算出最終的試驗(yàn)結(jié)果。

6、試驗(yàn)結(jié)果

本文所測(cè)試的整機(jī)外罩樣品的水蒸氣透過(guò)率測(cè)試值為：0.0411 g/(m²·24h)。

7、結(jié)論

W3/230水蒸氣透過(guò)率測(cè)試系統(tǒng)是專(zhuān)業(yè)用于容器、薄膜、片材對(duì)外界水蒸氣阻隔性能的檢測(cè)設(shè)備，具有檢測(cè)精度高、測(cè)試結(jié)果重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，能真實(shí)反映整機(jī)外罩包裝水蒸氣透過(guò)率，可有效地為電子元器件生產(chǎn)企業(yè)提供監(jiān)控保障。另外，除了水蒸氣透過(guò)率性能，還應(yīng)關(guān)注整機(jī)外罩的整體密封性能。

Labthink蘭光作為包裝檢測(cè)設(shè)備研發(fā)與制造業(yè)的翹楚，為全球客戶(hù)提供專(zhuān)業(yè)、高端的包裝檢測(cè)設(shè)備和檢測(cè)服務(wù)。濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司愿借此與行業(yè)中的企事業(yè)單位增進(jìn)技術(shù)交流與合作。